JJF(苏) 258-2023 铜箔测厚仪校准规范

江苏省地方计量技术规范

JJF（苏）XXXX-2023

铜箔测厚仪校准规范

CalibrationSpecificationforCopperCladThickness

MeasuringInstrument

2023-xx-xx发布2023-xx-xx实施

江苏省市场监督管理局发布

JJFXXXX—2023

铜箔测厚仪校准规范----------------

CalibrationSpecificationforJJF(^)XXXX—2023

CopperCladThicknessMeasuringInstrument

本规范经江苏省市场监督管理局于2023年xx月xx日批准，并自2023

年XX月XX日起施行

归口单位：江苏省几何量计量专业技术委员会

主要起草单位：无锡市计量测试院

江苏省计量科学研究院

苏州市计量测试院

本规范委托江苏省几何量计量专业技术委员会负责解释

JJFXXXX2023

本规范主要起草人：

王树刚（无锡市计量测试院）

马建龙（江苏省计量科学研究院）

李惠（无锡市计量测试院）

刘渊伟（无锡市计量测试院）

郭郑来（苏州市计量测试院）

高佳（江苏省计量科学研究院）

JJFXXXX—2023

目录

目录....................................................................I

引言.....................................................................II

1范围...................................................................1

2引用文献...............................................................1

3术语...................................................................1

5计量特性...............................................................2

6校准条件...............................................................3

6.1环境条件............................................................3

6.2测量标准及其他设备.................................................3

7校准项目和校准方法...................................................4

7.1示值重复性..........................................................4

7.2示值误差............................................................4

7.3示值稳定性..........................................................5

7.4标准覆铜板、标准铜箔厚度片厚度....................................5

8校准结果表达...........................................................6

9复校时间间隔...........................................................6

附录A标准覆铜板厚度测量的示值误差不确定度评定......................7

附录B标准铜箔厚度片厚度测量的示值误差不确定度评定.................10

附录C铜箔测厚仪示值误差不确定度评定示例............................14

附录D校准证书内页信息及格式..........................................17

I

JJFXXXX—2023

引言

本规范是针对铜箔测厚仪校准的计量技术法规。JJF1001-2011

《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表

示》、JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》共同构成支撑本

校准规范修订工作的基础性系列规范。

本规范为首次发布。

II

JJFXXXX—2023

铜箔测厚仪校准规范

1范围

本规范适用于铜箔测厚仪的校准。

2引用文献

本规范引用下列文献：

JJF1001-2011通用计量术语及定义

JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示

JJF1094-2002测量仪器特性评定

GB/T36476-2018印制电路用金属基覆铜箔层压板通用规范

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。

3术语

OZ(盎司)

OZ(盎司)，一般为重量单位和容量单位，在印制电路板行业，

表示印制电路板表面镀铜的厚度，来源于把1OZ重的8.9g/cm3密度

的纯铜平铺到1平方英尺的面积上所形成的厚度，1OZ约等于35|im。

4概述

铜箔测厚仪是一种利用电阻法的测量原理，用于印制电路板行业

测量覆铜板上的铜箔厚度和铜箔片厚度的仪器。根据读数方式的不同,

分为数显式铜箔测厚仪和铜箔分级测试仪。数显式铜箔测厚仪可以直

接测量铜箔的厚度，其常见外形示意图见图1;铜箔分级测试仪的测

量点一般为5Hm(1/8OZ)>9pm(1/4OZ)>12pm(1/3OZ)、1811m

JJFXXXX—2023

(1/2OZ)>35Hm(1OZ)、70pm(2OZ)>105Mm(3OZ)、135pm(4OZ)

和170Pm(5OZ)等。其常见外形示意图见图2。

3

1-壳体2—显示器3—测头

图1数显式铜箔测厚仪的示意图

3

1一壳体2—示值指示灯3—测针

图2铜箔分级测试仪示意图

5计量特性

5.1示值重复性

5.2示值误差

5.3示值稳定性

2

JJFXXXX—2023

5.4标准覆铜板、标准铜箔厚度片厚度

标准覆铜板、标准铜箔厚度片厚度测量结果不确定度及均匀性见表1

表1标准覆铜板、标准铜箔厚度片计量特性要求

测量结果不确定度

序号名称范围均匀性

(k=2)

1标准覆铜板HW1011mW7%如W7%

10<W^50gmWO.311m

标准铜箔厚

2

度片

//>50pm40.6%UrelW0.6%

6校准条件

6.1环境条件

校准室内温度在(20±2)°C范围内，相对湿度不大于75%o校准

前，铜箔测厚仪与标准器平衡温度时间不少于2小时。

6.2测量标准及其他设备

校准时所需的测量标准及其它设备如表2所示。推荐使用表2所

列测量标准及其他设备，允许使用满足测量不确定度要求的其他测量

标准及其他设备进行校准。

表2主要校准器具

序号测量标准和其它设备技术要求

1标准覆铜板HM10pm时t/relW7%

10VHW50gm时UWO.311m

2标准铜箔厚度片

//>50gm时t/rel<0.6%

3X射线荧光镀层测厚仪MPE：±5%

4光栅式测微仪0.2(im级

3

JJF义义XX—2023

7校准项目和校准方法

7.1示值重复性

在仪器有效测量范围，选取一片标准铜箔厚度片，其厚度值大约

分布在仪器三分之二量程处，重复测量该标准片5次，计算实验标准

偏差s,

S=△(1)

('

R.——该校准点5次示值中的极差值，即最大值与最小值之差；

C——极差系数，5次测量时取0=2.33。

注：铜箔分级测试仪不做此项要求。

7.2示值误差

7.2.1数显式铜箔测厚仪

在仪器的量程内大致均匀分布三至五点作为受检点(最好含最接

近量程上、下限的点)，分别对每个标准铜箔厚度片或标准覆铜板重

复测量3次并记录仪器示值，取算术平均值％作为该校准点测量结果，

各校准点的算术平均值层与标准铜箔厚度片的实际值H的差值，即为

该校准点的示值误差6,按下式计算：

6=~h-H(2)

6——校准点的示值误差，〃m；

h——校准点的仪器示值的平均值,Rm；

H——相应厚度标准块的实际值，|im。

722铜箔分级测试仪

选取仪器所有测量点指示灯能够变化极限处厚度(极限厚度见

表3)的标准覆铜板或标准铜箔厚度片，观察仪器指示灯是否均变亮，

4

JJFXXXX—2023

记录是否变亮作为校准结果。

表3各测量点极限一般厚度

测量点(|im)上下限厚度(gm)

4

5(1/80Z)

6

8

9(1/40Z)

10

10

12(1/3OZ)

14

15.5

18(1/20Z)

20.5

30

35(10Z)

40

63

70(20Z)

77

92

100(3OZ)

108

125

135(40Z)

145

155

170(50Z)

185

注：若有特殊测量点，可参考仪器说明书准备标准器

7.3示值稳定性

选用1块标准铜箔厚度片，其厚度值约为仪器二分之一量程。记

下第一次读数，以后每间隔15min再次测量，连续记录Iho取五次

读数中的最大值与最小值之差作为测量结果。

7.4标准覆铜板、标准铜箔厚度片厚度

7.4.1标准覆铜板厚度

放进X射线荧光镀层测厚仪载物工作台上，在规定的测量区域

JJFXXXX—2023

内均匀分布5点（见图3）测量，取中心点5次测量值的平均值作为

标准覆铜板的实际厚度，取各测量点与实际厚度值的最大差值作为标

准覆铜板厚度的均匀性。

742标准铜箔厚度片厚度

标准铜箔厚度片的厚度值用0.2|im级光栅式测微仪直接法测量，

在规定的测量区域内均匀分布5点（见图3）测量，取中心点5次测

量值的平均值作为标准铜箔厚度片的实际厚度，取各测量点与实际厚

度值的最大差值作为标准铜箔厚度片厚度的均匀性。此项测量允许采

用满足测量不确定度要求的其他方法。

8校准结果表达

经校准后的，应填发校准证书，校准证书内容应符合JJF1071-2010

第5.12条规定要求。校准证书内页信息及格式详见附录Do

9复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由铜箔测厚仪的使用状况、使用者、

设备本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据仪器实际使

用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔一般为1年。

6

JJFXXXX—2023

附录A标准覆铜板厚度测量的示值误差不确定度评定

A.1测量方法

放进X射线荧光镀层测厚仪载物工作台上，在规定的测量区域

内均匀分布5点(见图1)测量，取中心点5次测量值的平均值作为

标准覆铜板的实际厚度，取各测量点与实际厚度值的最大差值作为标

准覆铜板厚度的均匀性。

A.2测量模型

6=h-H

6一标准覆铜板的厚度示值误差，gm；

h——标准覆铜板理论值，gm；

H——5次测量的平均值，|im»

A.3不确定度传播率

考虑各分量彼此独立，依据公式嗔y)二x|瞿「小因)得：流=

22222

u(6)=ctu(h)+c2u(H)

式中：Ci=—=l,C=—=-1

1dhz2dH

贝(I:

琢=u2(h)+u2(H)

A.4标准不确定度分量计算

A.4.1由重复性或标准覆铜板均匀性引入的标准不确定度分量5

A.4.1.1由重复性引入的标准不确定度分量Un

用X射线测厚仪测量校准值为10Plm标准覆铜板的厚度10次。10

次测量值分别为

9.92、9.87、10.01>9.89、9.82、10.02、10.01>9.89、10.05、10.12

7

JJFXXXX—2023

卜？（…）2

s=1『I=0.11|im

实际时测量取5次测量平均值为测量结果

s

Un=—=0.05|im

A.4.1.2由标准覆铜板均匀性引入的标准不确定度分量U12

当/?=10即时,标准铜箔厚度片的均匀性不超过7%,即0.7um,其

半宽为0.35|im,服从均匀分布。

0.35

u=------=0.20pm

124

由于UI2>UH则，%=Ui2=0.09nm

A.4.2X射线荧光镀层测厚仪示值误差标准不确定度分量药

使用MPE：±5%的X射线镀层测厚仪测量镀膜厚度为10pm的标准

覆铜板，假设符合均匀分布；则：

10x0.05

u2=-------------=0.29|im

A.5合成标准不确定度

A.5.1主要标准不确定度汇总

标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度

重复性

U110.05|im（舍）

U1标准铜箔厚度板均匀

U12性0.20pm

X射线荧光镀层测厚

0.29|im

U2仪示值误差

A.5.2合成标准不确定度计算

uc=uj+u|=0.35|im

A.6扩展不确定度

8

JJFXXXX—2023

取包含因子仁2,则:

U=kuc=0.7|im

即

07

Urei=］。=7%

9

JJFXXXX—2023

附录B标准铜箔厚度片厚度测量的示值误差不确定度评定

B.1测量方法

标准铜箔厚度片的厚度值用0.2|im级光栅式测微仪直接法测量，

在规定的测量区域内均匀分布5点(见图1)测量，取中心点5次测

量值的平均值作为标准铜箔厚度片的实际厚度，取各测量点与实际厚

度值的最大差值作为标准铜箔厚度片厚度的均匀性。

B.2测量模型

6=h-H

6——标准铜箔厚度片的厚度示值误差，pm；

h——标准铜箔厚度片理论值，gm；

H——5次测量的平均值，gmo

B.3不确定度传播率

2

考虑各分量彼此独立，依据公式喷y)=x|用u2(xj得：流=

2222

M(6)=5ufh)+c2u(H)

式中：—铝1&=铝-1

贝U：

=u2(h)+u2(H)

B.4标准不确定度分量计算

B.4.1由重复性或标准铜箔厚度片均匀性引入的标准不确定度分量ui

B.4.1.1由重复性引入的标准不确定度分量Un

用光栅式测微仪测量校准值为50nm标准铜箔厚度片的厚度10次。

10次测量值分别为(gm)：

49.9、50.1>50.0、49.8、50.0、49.9、50.1、49.8、50.0、49.9

则：

JJFXXXX—2023

实际时测量取5次测量平均值为测量结果

则：

S

un=—=0.05|im

用光栅式测微仪测量校准值为400|im标准铜箔厚度片的厚度10次。

10次测量值分别为(pm)：

404.5、402.3、399.7、401.1、396.7、398.6、403.8、397.2、399.3、

401.5

则：

107

lx(Xi-?)

s=J1=1n—1=2.64|im

实际时测量取5次测量平均值为测量结果

则：

s«“

un=——=1.18|im

q

B.4.1.2由标准铜箔厚度片均匀性引入的标准不确定度分量由2

当/7=50nm时，标准铜箔厚度片的均匀性不超过0.3pm,其半宽为

0.15pm,服从均匀分布。

则：

0.15…

u12=——=0.09|im

当AMOOpnB't,标准铜箔厚度片的均匀性2.4即，其半宽为

服从均匀分布。

则:

11

JJFXXXX—2023

u12=--=0.7|im

故当，力=50)im时,由于Ui2>Uii则，Ui=u12=0.09|j.m

/z=400(im时，由于Uii>Ui2则，Ut=Un=1.18nm

B.4.2光栅式测微仪示值误差标准不确定度分量也

0.2pm级光栅式测微仪MPE：±0.2pim,符合均匀分布,

则：

0.2…

u2==0.12|im

B.5合成标准不确定度

B.5.1主要标准不确定度汇总

标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度

A=50|im时0.05pn（舍）

UW重复性

/z=400p,m时1.18pm

W1

。二5011m时0.09|im

U\2标准铜箔厚度板均匀性

/z=400（im时0.7pm（舍）

U2光栅式测微仪示值误差0.12pm

B.5.2合成标准不确定度计算

当〃=50|im时，uc=u2+u|=0.15|im

当/z=400|im时，uc=u2+u^=1.19pm

B.6扩展不确定度

取包含因子上2：

12

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当/i=50pm时，U=kuc=0.3pm

当/z=400|im时，U=kuc=2.4pm

则，当10想h三50(jm时;U=0.3pm

当h>50|im时，Urei=—=0.6%

13

JJFXXXX—2023

附录c铜箔测厚仪示值误差不确定度评定示例

C.1测量方法

选标准铜箔厚度片为标准器，在仪器有效测量范围内选取(3〜5)个

校准点，尽量均匀分布，分别对每个层厚度尺寸重复测量3次，取

平均值为该点的测量值，测量值与标准片的实际L的差值，即为该点

位的示值误差。

C.2测量模型

6=h-H

6——校准点的示值误差，gm；

h——校准点的仪器示值的平均值，um；

H——相应厚度标准块的实际值，口01。

C.3不确定度传播率

2

考虑各分量彼此独立，依据公式u&y)=x|.|u2(xj得:

22222

.=u(6)=C1u(h)+C2u:H)

式中：C1=?=1,C2d6

an

则・

22

'UQ=u(h)+u(H)

C.4标准不确定度分量计算

C.4.1由重复性引入的标准不确定度分量由

用数显铜箔测厚仪重复测量厚度为50国11的标准铜箔厚度片10次。10

次测量值分别为(pm)：

50.5、49.6、50.3、50.7、49.9、50.2、49.6、49.8、50.4、50.7

s=0.43pm

n—1

14

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因测量取3次测量平均值为测量结果

则：

S-

5=——=0,25|im

4

用数显铜箔测厚仪重复测量厚度为400即的标准铜箔厚度片10次。10

次测量值分别为（pm）：

403、396、397、403、398、396、397、402、404、404

（/7）2

s=—----------------=3.46|im

因测量取3次测量平均值为测量结果

则：

s

X=—=211m

C.4.2由标准铜箔厚度片不确定度标准不确定度分量U2

50Hm标准铜箔厚度片不确定度为U=0.3|im,k=2,

则：

0.3

u2=-y=0.1511m

400pm标准铜箔厚度片不确定度为U=2.4pm,k=2,

则：

2.4^

u2=—1.2|im

C.5合成标准不确定度

C.5.1主要标准不确定度汇总

15

JJFXXXX—2023

标准不确定度分量不确定度来源